厦大物化 1-6章.doc

1 第零定律与物态方程 两个体积相同的密闭容器，用一根细管相连（细管体积可略）。问 a．当两边温度相同时，两容器中的压力和气体的物质的量是否相同？提示 答案：（两者均相同） b．当两边温度不同时，两容器中的压力和气体的物质的量是否相同？为什么？?? 提示 答案：（压力相同，物质的量不同） 在常压下，将沸腾的开水迅速倒入保温瓶中，若水未加满便迅速塞紧塞子，往往会使瓶塞崩开，请解释这种现象。 提示 答案：（塞上瓶塞，气相体积不变，随着水气化，压力增大，瓶塞崩开） 若有人试图将波义耳定律和盖·吕萨克定律结合在一起而得到一个通用公式，即，，=常数，因此，,即, 问此结论对否？为什么？?? 提示 答案：（要使 k/k1 为常数，必须保证 p,T 恒定，但上述两个公式均只有一个量恒定。） 某一气球驾驶员计划设计一氢气球，设气球运行周围的压力和温度为 105 Pa 和 20℃ ，气球携带的总质量为 100 kg ，空气分子量为 29 g·mol-1。设所有气体均为理想气体。问气球的半径应为多少？?? 提示 答案：(2.78 m) 用气体微量天平来测量新合成的一种碳氟化物气体的相对摩尔质量，天平横梁的一个终端有一个玻璃泡，整个装置放入密闭的容器中，这就构成了上述天平。横梁支在支点上，借增加密闭容器中的压力，从而增加了封闭玻璃泡的浮力，使达到平衡。设实验中，当碳氟化物压力为 293.22mmHg时，天平达平衡。在支点位置相同时，往密闭容器中引入三氟甲烷至压力为 427.22mmHg时，也达到了平衡。求该碳氟化物的相对摩尔质量，并写出分子式。?? 提示 答案：(M=102.0g·mol-1??C2H2F4) 有一耐压 5×105Pa 的反应釜，为了确保实验安全，要求釜内氧的摩尔分数不能超过 1.25% 。现采用同样温度的纯氮进行置换，设每次通氮直到4倍于空气的压力后将混合气体排出直至恢复常压。问要达到上述实验要求需重复通气几次？设空气中氧、氮摩尔分数比为 1:4 。?? 提示 答案：(0.313%) 一气球中装有 10g 氢气，为使气球浮力恰好等于零（即：气球中气体的密度等于周围空气的密度），应再向气球中加入多少克的氩气(MAr=40.0)？?? 提示 答案：(490g) 干空气中含 N2 79%、O2 21%，计算在相对湿度为 60%，温度为 25℃ 和压力为 101.325kPa 下湿空气的密度。已知水在 25℃ 的饱和蒸气压为 3.168kPa 。?? 提示 答案：(1.17g·dm-3) (1)对理想气体，压缩因子 Z=1。能否说当气体的 Z=1 时，该气体必定是理想气体。?? 提示 答案：（不能，因为在实际气体的等温线与理想气体的等温线交点处，Z＝1） (2)当温度足够低时，任何实际气体的 Z～P 曲线与理想气体的 Z～P 曲线均交于两点。试解释这种现象。?? 提示 答案：（这是因为当温度足够低时，气体的玻义耳温度高于体系温度，Z～p 曲线出现极小值。） 在 1dm3 的钢制容器中，装有 131g Xe(g)，温度和压力为 25℃和 2×106Pa，问 Xe(g)能视为理想气体吗？ 提示 答案：（不能，若为理想气体，p＝2.48×106Pa） 以下说法对吗？为什么？ a．临界温度是气体可以被液化的最高温度。?? 提示 答案：（对） b．当气体的温度降到临界温度以下时，气体就一定会液化。?? 提示 答案：（不对，必须同时加压） 从范德华方程出发并结合玻义耳温度定义，证明 (1)在足够高的温度，实际气体的压缩因子 Z1 。?? 提示 答案：(2)在低温，低压下，Z1 。?? 提示 答案：（当 T＜＝TB，Z＞1） (3)当 a=0 ，Z 随压力 p 的增加而线性增加。?? 提示 答案：（当 a＝0，Z＝1+bp/RT，恒温时，p 增加，Z 增大。） 已知某气体的范德华常数 a=76.1kPa·dm6·mol-2，b=0.0226m3·mol-1，试估算 pc、Tc 和 Vm,c 的数值。?? 提示 答案：(Vm,c=0.0678dm3·mol-1，Tc=120K，pc=5518kPa) 请证明显压式和显容式两种维里系数之间的关系为:??B=B′RT???C=C′(RT)2+B′(RT)2?? 解 请老师补上 两个分开的瓶中分别装有气体 A 和 B，两种气体的 pV 值相等。气体 A 为理想气体，而气体 B 为实际气体，并且 B 所处状态的压力和温度均小于临界值。请问，气体 B 的温度应等于、高于或低于气体 A 的温度？?? 提示 答案：(TBTA) 氮气在 273.2K 时的摩尔体积为 70.3×10-6m3，试计算其压力。 (1)用理想气体状态方程式。